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柱芳烃是一种具有独特柱状结构的新型大环化合物,由于其在构建功能化和生物活性材料方面的潜在应用价值,引起了人们广泛的关注。本论文分别合成了吡啶基团和三甲胺基团的柱[5]芳烃,并以金黄色葡萄球菌（S.aureus ATCC 6538）、金黄色葡萄球菌亚种（S.aureus subsp.aureus ATCC 29213）、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA ATCC 43300）、大肠杆菌（E.coli DH5α）和铜绿假单胞菌（P.aeruginosa）PAO1为供试菌株,进行了一系列的抑菌作用和生物被膜形成的抑制研究,测定了TP5和PP5的细胞毒性和细菌耐药性,采用分子生物学的手段深入研究PP5对P.aeruginosa PAO1的群体感应的影响。在此基础上,探索了新的抑菌杀菌策略,旨在开发非传统药物以解决抗生素耐药性问题,从而有助于缓解全球面临的抗生素耐药性危机。主要研究结果如下:（1）以对苯二酚二羟乙基醚为初始原料,经2步有机合成反应得到溴代柱芳烃,两步产率30.4%。再分别与吡啶和三甲胺反应得到吡啶功能化柱[5]芳烃PP5和三甲胺功能化柱[5]芳烃TP5,产率分别为96.0%和98.1%。所有中间产物和最终产物均经核磁（NMR）和质谱（MS）进行了结构确定。（2）研究了PP5和TP5对S.aureus ATCC 6538、S.aureus subsp.aureus ATCC29213、MRSA ATCC 43300、E.coli DH5α和P.aeruginosa PAO1的抑菌活性和生物被膜抑制能力。研究发现PP5对S.aureus ATCC 6538、S.aureus subsp.aureus ATCC 29213、MRSA ATCC 43300、E.coli DH5α和P.aeruginosa PAO1的MIC值分别为0.051,0.101,0.203,0.025和0.051 mmol/L;MBC值分别为0.203,0.810,0.810,0.203和0.405 mmol/L。而TP5对S.aureus ATCC 6538、S.aureus subsp.aureus ATCC 29213、MRSA ATCC 43300、E.coli DH5α和P.aeruginosa PAO1的MIC值依次为0.055,0.110,0.440,0.110和＞0.880mmol/L;MBC值依次为0.440,1.760,＞1.760,0.880和＞0.880 mmol/L。PP5相比TP5显示了较为优异的抑菌和杀菌性能,尤其对P.aeruginosa PAO1更为敏感。透射电镜（Transmission electron microscope,TEM）研究进一步揭示了PP5相比TP5的处理,供试菌株的细胞结构会遭到更为严重的破坏。生物被膜黏附实验结果表明,经1 MIC PP5处理的S.aureus ATCC 6538、S.aureus subsp.aureus ATCC 29213、MRSA ATCC 43300和E.coli DH5α细胞菌落数分别为3.60、4.53、5.10和3.38 log CFU/cm~2,要低于1 MIC TP5的处理（细胞菌落数依次为4.75、5.47、6.55和5.40 log CFU/cm~2）,更远低于对照（细胞菌落数依次为7.81、7.98、8.19和7.43 log CFU/cm~2）;生物被膜形成抑制实验结果表明:随着PP5和PP5浓度的升高,生物被膜的形成抑制率随之升高。1 MIC的PP5对S.aureus ATCC 6538、S.aureus subsp.aureus ATCC 29213、MRSA ATCC 43300和E.coli DH5α的抑制率依次为74%、68%、65%和81%,要高于1 MIC的TP5（依次为69%、63%、60%和35%）。（3）通过耐药性发展研究发现PP5对应试菌S.aureus ATCC 6538、S.aureus subsp.aureus ATCC 29213、E.coli DH5α和P.aeruginosa PAO1的MIC值在第18天传递之后也基本保持不变;3–（4,5）–二甲基–2–噻唑–（2,5）–苯基溴化四氮唑蓝（3–（4,5–dimethyl–2–thiazolyl）–2,5–diphenyl tetrazolium bromide,MTT）实验表明,PP5和TP5在MIC浓度范围内标出浓度对HEK293和LO2两种细胞均无毒。（4）研究表明PP5对P.aeruginosa PAO1具有较好的黏附抑制和生物被膜抑制活性。P.aeruginosa PAO1经1/4,1/2和1 MIC的PP5处理后,细胞菌落数分别为6.54、5.48和4.83 log CFU/cm~2,与对照组（8.09 log CFU/cm~2）相比,显著下降。在1 MIC值下,生物被膜抑制率高达79.8%。而TP5对该菌的生物被膜没有明显的抑制作用。透射电镜（Transmission electron microscope,TEM）研究发现PP5处理的P.aeruginosa PAO1细菌群体,细菌细胞膜收缩,细胞形态扭曲,细胞菌体开始出现部分或完全的膜溶解,导致细胞完整性和形态被损坏,甚至有些被高度破坏导致胞内内容物的泄露;暴露于TP5的P.aeruginosa PAO1的细菌细胞则与对照细胞相似,无明显变化。（5）PP5对P.aeruginosa PAO1的毒力因子测定研究发现,PP5可以抑制绿脓菌素和鼠李糖脂的产生,并具有浓度依赖性。当1/2 MIC的PP5处理时,绿脓菌素的产量为2.73μg/m L;鼠李糖脂为50μg/m L。当PP5的浓度为1/2 MIC（0.025 mmol/L）时,P.aeruginosa PAO1的群集运动被完全抑制。通过RNA-seq技术研究,发现PP5诱导了312个基因的差异表达（＞两倍变化,P≤0.05）,其中167个基因表达下调,145个基因表达上调。GO注释分析揭示了PP5影响了三个主要的GO类别,分别是分子功能细胞成分（CC）、分子功能（MF）和生物过程（BP）,其最丰富的GO术语是与膜和膜部分内容相关。同时,KEGG途径富集分析显示,PP5处理可显著影响双组分调节系统、细菌趋化性、生物被膜形成和鞭毛组装。此外,通过q RT-PCR进行验证,结果表明11个基因（flg F、flg G、fli E、fli M、lec A、pqs A、phz A、phz B、qse B、rhl I和rhl R）被下调,2个基因（vas G和fli S）被上调。